[发明专利]一种基于双层网页排序算法的输电网脆弱线路辨识方法

权利要求书

1.一种基于双层网页排序算法的输电网脆弱线路辨识方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：考虑给定电网N-1-1故障，利用支路开断因子计算各故障链下初始故障和二级故障前后各线路的潮流变化量，并基于隐故障概率因子修正策略对其进行修正，其中隐故障概率因子修正策略表述为，基于输电线路保护动作概率，修正电网故障场景下与故障线路相连线路的有功潮流变化量，基于直流潮流计算所得的线路h保护动作概率g_h表示为：

式中，g_H为线路隐故障概率；P_h为线路h的潮流值；P_max为输电线路最大传输容量，给定电网中与故障线路相连线路的有功潮流变化量应修正为：

ΔP'_h＝ΔP_h+χ

式中，ΔP_h为基于支路开断因子的线路h故障前后有功潮流变化量；χ为隐故障概率因子；ΔP'_h为考虑隐故障后线路h有功潮流变化量的修正值；为线路h的初始潮流值；Q为与故障线路相连线路集合；

步骤2：基于修正后的各输电线路有功潮流变化量，分别建立初始故障层和二级故障层对应的相关性矩阵；

步骤3：考虑各故障间的级联效应，建立基于双层网页排序算法的脆弱线路辨识模型，分别求解各故障层脆弱线路排序及电网脆弱线路综合排序，完成输电网脆弱环节辨识。

2.如权利要求1所述的一种基于双层网页排序算法的输电网脆弱线路辨识方法，其特征在于所述步骤2中若电网中共包含m条输电线路，则N-1-1连锁故障场景下，初始故障层对应的相关性矩阵具体构建方法为：

步骤2.1：基于直流潮流求解各输电线路的安全系数A_h，具体为：

式中，h为线路编号；R_h为线路h的热稳极限；为线路h的初始潮流值；δ为比例因子，取值范围为0.8～1.2；

步骤2.2：建立初始故障层的原始相关性矩阵矩阵元素具体为：

式中，为线路k对线路h影响的量化值；ΔP_h为基于支路开断因子的线路h故障前后有功潮流变化量；ΔP'_h为考虑隐故障后线路h有功潮流变化量的修正值，若线路h为与故障线路相连线路，则采用ΔP'_h替换ΔP_h；

步骤2.3：建立初始故障层的相关性矩阵X₁＝{x_hk}_m×m，矩阵元素具体为：

二级故障层输电线路的相关性矩阵应以初始故障下的电网拓扑结构为基准列写，若电网中存在一条输电线路t因故断开，此时线路间的相互作用关系应依托初始故障后的电网结构，以形如X₁的相关性矩阵X_2t量化表示，仅计及线路故障时，电网初始故障共有m个，基于与初始故障相对应的二级故障求解相关性矩阵，则二级故障层的相关性矩阵个数为m，表示为矩阵X_2t，t＝1,2,…,m。

3.如权利要求2所述的一种基于双层网页排序算法的输电网脆弱线路辨识方法，其特征在于所述步骤3中考虑各故障间的级联效应，建立基于双层网页排序算法的脆弱线路辨识模型具体步骤为：

步骤3.1：基于各故障层的相关性矩阵X∈{X₁,X_2t}，t＝1,2,…,m，对应列写初始故障层和二级故障层的转移矩阵G∈{G₁,G_2t}，t＝1,2,…,m，各故障层的转移矩阵G统一表示为：

式中，E为元素均为1的n维列向量；d为阻尼系数，表示相连节点间的转移概率；当X＝X₁时，G＝G₁为初始故障层的转移矩阵，当X＝X_2t，t＝1,2,…,m时，G＝G_2t，t＝1,2,…,m为二级故障层各相关性矩阵对应的转移矩阵；

步骤3.2：对矩阵G应用幂法，分别求解初始故障层和二级故障层对应的脆弱线路排序，具体为：

β^(k+1)T＝β^(k)TG

式中，β∈{β₁,β_2t}，t＝1,2,…,m，其中向量β₁为初始故障层相关性矩阵的特征向量，β_2t为二级故障层下各相关性矩阵对应的特征向量；k为迭代次数，特征向量β由各输电线路的脆弱度构成，依据收敛后的向量β能够确定各故障层的脆弱线路排序；

步骤3.3：计及电网N-1-1故障下初始故障对二级故障的影响，定义电网综合特征向量γ，求解电网脆弱线路综合排序，具体为：

式中，β_1,t为向量β₁的元素；β_2t,q为向量β_2t的元素，t＝1,2,…,m；γ_q为向量γ的元素，理解为在初始故障下，基于输电线路单一随机故障确定的线路q的脆弱性，即电网N-1-1故障状态下，考虑故障级联特性的线路q综合脆弱度，对向量γ各元素进行降序排序，即依据各线路综合脆弱度排序，可得电网脆弱线路综合排序。